(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のコードを引き揃えてコートゴムで被覆してなる複数枚の補強材を用いて左右一対のビード部に跨がるケーシング部材を構成し、トレッド部における前記ケーシング部材の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、リムフランジ位置よりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置から前記ベルト層の端末までの範囲では、前記ケーシング部材を構成する補強材をゴムパーツを介在させることなく積層し、その隣り合う補強材におけるコード間のゴム厚さを１．５ｍｍ以下に規制すると共に、前記複数枚の補強材のうち、少なくとも２枚の補強材をタイヤ径方向に対するコード角度が３°以上でかつ層間でコードが互いに交差するように配置し、これら角度付き補強材のそれぞれで前記ビード部のビードコア及びビードフィラーを包み込むようにし、前記角度付き補強材のそれぞれの前記ビードフィラーに沿う両側部分がいずれもビードフィラー頂上位置からタイヤ径方向外側へ５ｍｍ以上の範囲に存在するようにし、かつ前記ビードフィラーに隣接する角度付き補強材を他の角度付き補強材で包み込むようにした空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コードとゴムとの複合材料からなる補強材でケーシング部材を構成した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、コードによるバイアス補強効果を活用しながらゴム成分を極力排除するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
運動性能が重視される自動車では、空気入りタイヤに求められる特性として、左右一対のビード部間に跨がるケーシング部材のタイヤ周方向の剛性を高くすることが挙げられる。通常、ケーシング部材のタイヤ周方向の剛性を高くする要因として、ビードフィラーやサイドウォールゴムの体積の増加、カーカス層の幅や枚数の増加などが考えられるが、いずれもタイヤの重量増加に繋がり、結果的に自動車におけるバネ下重量を増加させ、運動性能向上の阻害要因になっている。更に耐え難いことには、ケーシング部材を構成する補強材の層間にゴムパーツを介在させると、特に過酷な走行条件下ではタイヤの発熱に伴ってゴムパーツの物性が低下し、タイヤ性能が低下するという問題も生じていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、コードによるバイアス補強効果を活用しながらゴム成分を極力排除することにより、タイヤ周方向の剛性の確保と軽量化との両立を可能にし、しかも過酷な走行条件下でのタイヤ性能の低下を防止することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、複数本のコードを引き揃えてコートゴムで被覆してなる複数枚の補強材を用いて左右一対のビード部に跨がるケーシング部材を構成し、トレッド部における前記ケーシング部材の外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、リムフランジ位置よりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置から前記ベルト層の端末までの範囲では、前記ケーシング部材を構成する補強材をゴムパーツを介在させることなく積層し、その隣り合う補強材におけるコード間のゴム厚さを１．５ｍｍ以下に規制すると共に、前記複数枚の補強材のうち、少なくとも２枚の補強材をタイヤ径方向に対するコード角度が３°以上でかつ層間でコードが互いに交差するように配置し、これら角度付き補強材のそれぞれで前記ビード部のビードコア及びビードフィラーを包み込むようにし、前記角度付き補強材のそれぞれの前記ビードフィラーに沿う両側部分がいずれもビードフィラー頂上位置からタイヤ径方向外側へ５ｍｍ以上の範囲に存在するようにし、かつ前記ビードフィラーに隣接する角度付き補強材を他の角度付き補強材で包み込むようにしたことを特徴とするものである。
【０００５】
このようにケーシング部材を構成する複数枚の補強材のうち、少なくとも２枚の補強材をタイヤ径方向に対するコード角度が３°以上でかつ層間でコードが互いに交差するように配置し、これら角度付き補強材でビード部のビードコア及びビードフィラーを包み込むようにしたので、コードによるバイアス補強効果を最大限に活かしてケーシング部材のタイヤ周方向の剛性を確保することができる。しかも、リムフランジ位置よりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置からベルト層の端末までの範囲に規定されるサイドウォール部では、ケーシング部材を構成する補強材の層間からゴム成分を極力排除するので、バイアス補強効果を生じる領域を可及的に大きく確保すると共に、タイヤ重量を減らすことが可能になる。その結果、軽量かつ高剛性で操縦安定性に優れたタイヤを構成することができる。
【０００６】
また、上記の如くケーシング部材を構成する補強材の層間からゴム成分を極力排除するようにすれば、サーキット走行のような過酷な走行条件下でタイヤが発熱してもゴム物性の低下に起因してタイヤ性能が低下することは殆どない。しかも、従来のように補強材の層間にゴムパーツを挿入した場合には、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向の剛性が不必要に増大し、タイヤ重量の増大による操縦安定性の低下だけでなく、乗心地性能の低下も招いていたが、本発明では補強材の層間にゴムパーツを挿入する必要がないため上記不都合を回避することができる。
【０００７】
本発明では、コードによるバイアス補強効果を十分に得るために、角度付き補強材のビードフィラーに沿う両側部分がいずれもビードフィラー頂上位置からタイヤ径方向外側へ５ｍｍ以上の範囲に存在するものとする。
【０００８】
本発明において、ケーシング部材とは、タイヤからトレッドゴム、ベルト層、ベルトカバー層及びサイドウォールゴムを除いたタイヤ骨格部分であり、ビードコア、ビードフィラー、カーカス層、ビード周りの補強層及びインナーライナー層を含むものである。また、リムフランジ位置とは、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２０００年度版）に規定される標準リムのリムフランジのタイヤ径方向の高さ位置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には複数本の有機繊維コードを引き揃えてコートゴムで被覆してなる２層のカーカス層４，５が装架されている。これらカーカス層４，５のタイヤ幅方向の端部はビードコア６の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。タイヤ外側に位置するカーカス層４はビードコア６の外周上に設けた硬質ゴムからなるビードフィラー７を包み込み、タイヤ内側に位置するカーカス層５はビードフィラー７を包み込むには至っていない。また、外側のカーカス層４とビードコア６及びビードフィラー７との間には、複数本の有機繊維コードを引き揃えてコートゴムで被覆してなる補強層８が介在し、この補強層８がビードコア６及びビードフィラー７を包み込んでいる。
【００１１】
更に、ビード部３におけるカーカス層４，５の外側には、複数本のスチールコードを引き揃えてコートゴムで被覆してなる補強層９が配置されている。つまり、ケーシング部材１０はカーカス層４，５及びビード周りの補強層８，９からなる補強材を用いて構成されている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４，５の外周側には、複数のベルト層１１が設けられている。これらベルト層１１の外周側には、ベルトカバー層１２が配置されている。
【００１２】
上記空気入りタイヤにおいて、リムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって距離ａが１０ｍｍとなる位置Ｘからベルト層１１の端末までの範囲では、ケーシング部材１０を構成する補強材をゴムパーツを介在させることなく積層し、その隣り合う補強材におけるコード間のゴム厚さ（コートゴムによる厚さ）を１．５ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下に規制している。このゴム厚さが大き過ぎるとコードによるバイアス補強効果が不十分になる。勿論、ビードフィラー７の高さはリムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置Ｘよりも低くなっている。
【００１３】
また、ケーシング部材１０を構成する補強材は、タイヤ径方向に対するコード角度が３°以上でかつ層間でコードが互いに交差するように配置されている。より具体的には、カーカス層４，５のタイヤ径方向に対するコード角度は３°〜２５°に設定し、有機繊維コードによる補強層８のタイヤ径方向に対するコード角度は３°〜６５°に設定すると良い。なお、交差するコードはタイヤ径方向に対して互いに反対方向に傾斜していることが好ましいが、同一方向に傾斜していても良い。同一方向に傾斜する場合は、その角度差を６°以上にすれば良い。
【００１４】
更に、ビードコア６とビードフィラー７を包み込む角度付き補強材（カーカス層４及び補強層８）は、ビードフィラー７に沿う両側部分がいずれもビードフィラー頂上位置からタイヤ径方向外側へ５ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上の範囲に存在している。即ち、少なくとも２枚の角度付き補強材を折り返して形成される少なくとも４層がビードフィラー頂上位置より外側の所定の範囲で積層されている。これら角度付き補強材を上記の如くタイヤ径方向外側に長く延在させることにより、コードによるバイアス補強効果を十分に発揮するのである。
【００１５】
上述のようにケーシング部材１０を構成する複数枚の補強材のうち、少なくとも２枚の補強材（本実施形態ではカーカス層４及び補強層８）をタイヤ径方向に対するコード角度が３°以上でかつ層間でコードが互いに交差するように配置し、これら角度付き補強材でビード部３のビードコア６及びビードフィラー７を包み込むようにしたので、コードによるバイアス補強効果を最大限に活かしてケーシング部材１０のタイヤ周方向の剛性を確保することができる。
【００１６】
しかも、リムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置Ｘからベルト層１１の端末までの範囲に規定されるサイドウォール部２では、ケーシング部材１０を構成する補強材の層間からゴム成分を極力排除するので、バイアス補強効果を生じる領域を可及的に大きく確保すると共に、タイヤ重量を減らすことができる。従って、軽量かつ高剛性で操縦安定性に優れたタイヤを構成することができる。或いは、タイヤ周方向の剛性を従来と同等レベルにした場合、大幅な軽量化が可能になる。
【００１７】
また、ケーシング部材１０を構成する補強材の層間からゴム成分を極力排除したことにより、サーキット走行のような過酷な走行条件下でタイヤが発熱してもタイヤ性能が低下することは殆どない。しかも、補強用ゴムパーツを追加する必要がないので、タイヤ径方向及びタイヤ幅方向の剛性が不必要に増大して操縦安定性や乗心地性能の低下を招くこともない。
【００１８】
上述した実施形態ではタイヤ径方向に対するコード角度が３°以上でかつビードコア及びビードフィラーを包み込む角度付き補強材としてタイヤ外側のカーカス層とビード周りの補強層を用いた場合について説明したが、本発明では上記角度付き補強材として２層の補強層をビード周りに配置しても良い。この場合、ケーシング部材におけるカーカス層を単層にしたり、カーカス層のタイヤ径方向に対するコード角度を０°に設定することが可能である。
【００１９】
【実施例】
タイヤサイズを２３５／４５ＺＲ１７で共通にし、下記タイヤ構造を有する従来タイヤ１、比較タイヤ１、本発明タイヤ１をそれぞれ作製した。
【００２０】
従来タイヤ１：
図２に示すように、タイヤ径方向に対するコード角度が０°である２層のカーカス層の端部をビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返し、サイドウォール部におけるカーカス層の層間に補強用ゴムパーツを挿入すると共に、リムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置Ｘを超える大型のビードフィラーをビードコアの外周上に配置した。また、ビード部にコード角度が７５°のスチールコード補強層を埋設した。
【００２１】
比較タイヤ１：
図３に示すように、タイヤ径方向に対するコード角度が６°で互いに交差する２層のカーカス層の端部をビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返すと共に、リムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置Ｘを超える大型のビードフィラーをビードコアの外周上に配置した。また、ビード部にコード角度が７５°のスチールコード補強層を埋設した。
【００２２】
本発明タイヤ１：
図４に示すように、タイヤ径方向に対するコード角度が６°で互いに交差する２層のカーカス層の端部をコード角度が４５°の有機繊維コード補強層と共にビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返すと共に、リムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置Ｘを超えない小型のビードフィラーをビードコアの外周上に配置し、そのビードィラーを外側のカーカス層と有機繊維コード補強層で包み込んだ。また、ビード部にコード角度が７５°のスチールコード補強層を埋設した。なお、隣り合う補強材におけるコード間のゴム厚さ（コートゴムによる厚さ）は０．５ｍｍ以下であった。
【００２３】
これら試験タイヤについて、重量、縦バネ定数、横バネ定数、周剛性を測定し、更にテストドライバーによる実車評価試験を行い、その結果を表１に示した。縦バネ定数、横バネ定数、周剛性については、従来タイヤ１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど測定値が大きいことを意味する。周剛性は、試験タイヤをリムサイズ１７×８ＪＪのホイールに組付けて専用の試験機に装着し、トレッド面をリングで固定することでトレッド部の剛性成分を除去し、ホイールセンターにトルクをかけ、タイヤ周方向の撓み角度１°当たりのモーメント（Ｎｍ／°）を測定したものである。実車評価試験は、試験タイヤをリムサイズ１７×８ＪＪのホイールに組付けて排気量２０００ｃｃの国産四輪駆動車に装着し、空気圧（前輪／後輪）を２２０ｋＰａ／１９０ｋＰａとして、熟練したテストドライバーがテストコースを走行し、その評価を行ったものである。
【００２４】
【表１】
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この表１から明らかなように、本発明タイヤ１は従来タイヤ１に比べて軽量であり、しかも縦バネ定数や横バネ定数を増大させることなく周剛性だけを増大させることができた。また、本発明タイヤ１は実車評価結果も良好であった。
【００２５】
次に、タイヤサイズを１８５／５５Ｒ１５  ８１Ｖで共通にし、下記タイヤ構造を有する従来タイヤ２、本発明タイヤ２をそれぞれ作製した。
【００２６】
従来タイヤ２：
図５に示すように、タイヤ径方向に対するコード角度が０°である２層のカーカス層の端部をビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返すと共に、リムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置Ｘを超える大型のビードフィラーをビードコアの外周上に配置した。また、ビード部にコード角度が７５°のスチールコード補強層を埋設した。
【００２７】
本発明タイヤ２：
図６に示すように、タイヤ径方向に対するコード角度が０°である１層のカーカス層の端部をコード角度が４５°で互いに交差する２層の有機繊維コード補強層と共にビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返すと共に、リムフランジ位置Ｆよりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置Ｘを超えない小型のビードフィラーをビードコアの外周上に配置し、そのビードィラーを２層の有機繊維コード補強層で包み込んだ。なお、隣り合う補強材におけるコード間のゴム厚さ（コートゴムによる厚さ）は０．５ｍｍ以下であった。
【００２８】
これら試験タイヤについて、上記と同様に、重量、縦バネ定数、横バネ定数、周剛性を測定し、更にテストドライバーによる実車評価試験を行い、その結果を表２に示した。縦バネ定数、横バネ定数、周剛性については、従来タイヤ２を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど測定値が大きいことを意味する。
【００２９】
【表２】
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この表２から明らかなように、本発明タイヤ２は従来タイヤ２に比べて軽量であり、しかも縦バネ定数や横バネ定数を増大させることなく周剛性だけを増大させることができた。また、本発明タイヤ２は実車評価結果も良好であった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、リムフランジ位置よりタイヤ径方向外側に向かって１０ｍｍの位置からベルト層の端末までの範囲では、ケーシング部材を構成する補強材をゴムパーツを介在させることなく積層し、その隣り合う補強材におけるコード間のゴム厚さを１．５ｍｍ以下に規制すると共に、少なくとも２枚の補強材をタイヤ径方向に対するコード角度が３°以上でかつ層間でコードが互いに交差するように配置し、これら角度付き補強材のそれぞれでビード部のビードコア及びビードフィラーを包み込むようにし、角度付き補強材のそれぞれのビードフィラーに沿う両側部分がいずれもビードフィラー頂上位置からタイヤ径方向外側へ５ｍｍ以上の範囲に存在するようにし、かつビードフィラーに隣接する角度付き補強材を他の角度付き補強材で包み込むようにしたことにより、コードによるバイアス補強効果を活用しながらゴム成分を極力排除するので、タイヤ周方向の剛性の確保と軽量化とを両立することができ、しかも過酷な走行条件下でのタイヤ性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線半断面図である。
【図２】従来タイヤ１の構造を示す説明図である。
【図３】比較タイヤ１の構造を示す説明図である。
【図４】本発明タイヤ１の構造を示す説明図である。
【図５】従来タイヤ２の構造を示す説明図である。
【図６】本発明タイヤ２の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４，５  カーカス層（ケーシング部材の補強材）
６  ビードコア
７  ビードフィラー
８，９  補強層（ケーシング部材の補強材）
１０  ケーシング部材
１１  ベルト層
１２  ベルトカバー層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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